提到水下拍摄和水质监测，大家的第一反应可能都是昂贵的 GoPro 或者专业的水下无人机。但今天，我们要向大家分享一个登上了《Raspberry Pi 官方杂志》（第170期）的硬核DIY项目——SenSea 水下摄像机。
这是一个由“Unboxed STEM Club”创客小队完成的惊艳之作。队伍由三名 10 到 13 岁的硬核小极客以及两位爸爸导师组成。他们不仅将整个项目的成本控制在了 130 英镑左右，还凭借该项目一举拿下了 Instructables 传感器大赛的大奖！我们 Raspberry Pi 社区为他们感到无比自豪。
为什么要造 SenSea？
起初，男孩们非常想要一台 GoPro 来探索当地池塘和河流的水下世界，但大人们并没有同意这个“昂贵”的请求。于是，他们决定自己动手丰衣足食。
相比于昂贵的商业设备，他们最终选择了我们的 Raspberry Pi 作为核心来打造水下相机，原因有三：
成本低且功耗小：普通的 5V USB 充电宝即可为设备长时间供电。
极客精神与可编程性：能让孩子们亲手编写 Python 代码，连接各种传感器，实现真正的全栈 DIY，而不是仅仅当一个数码产品的使用者。
强大的开源生态：Raspberry Pi 背后庞大的在线社区，为遇到 bug 的孩子们提供了随时随地的技术支持。
核心硬件配置
麻雀虽小，五脏俱全。SenSea 的“大脑”和“感官”完全基于我们的生态构建：
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主控板： Raspberry Pi 3 Model B+
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视觉： Raspberry Pi Camera Module 3
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传感器： DS18B20 防水温度传感器
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时间管理： PCF8523 实时时钟模块（确保在水下无网络连接时，依然能记录精确的数据时间戳）
工程挑战：极简防水与硬核配重
水下设备最大的敌人就是“水”和“浮力”。为了让电子元件保持干燥且能顺利下潜，团队设计了非常巧妙且接地气的机械结构：
抗压防水舱： 团队设计了一个密封的亚克力管作为透明舱。一端使用航海级环氧树脂粘合了一个10.5厘米的亚克力圆盘，并通过防水电缆密封套将温度传感器的线缆引出。另一端则机智地使用了水管工用来检查漏水的膨胀排水塞——这使得每次打开舱体更换电池和读取 microSD 卡数据变得极其方便。
下潜配重： SenSea 没有使用复杂的螺旋桨推进器，而是经过多次重量测试后，简单粗暴地在底部挂了一个2公斤重的骨头形状哑铃，让探测器能够稳稳沉入河床。
严苛的防漏测试： 每次正式下水前，他们都会将密封好的舱体在水桶里泡 5 分钟，观察是否冒泡，确认无误后再装入保护笼投入河流中。
软件与代码实现
在软件方面，整个数据采集过程依靠一个名为 sensea_logger.py 的 Python 脚本在 Raspberry Pi 上自动触发，完美实现了“扔下去就不用管”的自动化采集。
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定焦策略： Camera Module 被设定为连续捕获10秒的水下视频片段。有趣的是，小极客们发现河水中悬浮颗粒较多，如果开启自动对焦，镜头会疯狂“拉风箱”。因此他们果断改用了手动固定对焦，从而获得了更清晰、稳定的水下画面。
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离线数据记录： 视频数据结合 DS18B20 传来的水温数据，被统统保存在 Raspberry Pi 的 microSD 卡中，等设备打捞上岸后再进行后期读取和分析。
未来展望：引入AI物种识别
目前，团队已经成功利用 SenSea 对比了当地 River Cam 河流和 Todd's Pit 湖泊的水温差异。但他们的探索并未止步，未来计划加入 pH 值传感器来监测水质污染、增加深度/压力传感器，甚至计划引入 AI 驱动的物种识别技术 (AI-powered species identification)，让 Raspberry Pi 自动识别并分类拍摄到的水下生物！
